Профилометр

 

Изобретение относится к измерительной технике, Цель - повышение точности профилометра за счет исключения влияния на результаты измерений волнистости контролируемой поверхности, Это достигается за счет того, что в профилометр, содержащий стержень, имеющий игольчатый контактный наконечник, введены подвесы с широкой опорой. К упругим подвесам припаяны два пьезокварцевых резонатора. При огибании профиля контролируемой поверхности опора и наконечник под влиянием ее волнистости смещаются одинаково, что однако не приводит к пЪявИению сигнала на выходе измерительной схемы, частота выходного сигнала которой зависит от расстояния между резонаторами и электродами. Такое изменение расстояний между ж ми будет обусловлено перемещениями только наконечника при огибании им микронеровностей поверхности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„5U „„1755039 A 1 (я)5 G 01 В 7/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

МЛ ЕСТ„:,"

Е К . (54) П РОФИЛОМЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель — повышение точности профилометра за счет исключения влияния на результаты измерений волнистости конИзобретение относится к измеритель- Использование этого измерительного ной технике и может быть использовано для преобразователя в качестве профилометра измерения шероховатости поверхностей. приводит к тому, что в составе его выходноИзвестны измерительные преобразова- ro сигнала будет присутствовать информатели профилометра, имеющие опору, за- — цию не только о микронеровностях крепленную на корпусе датчика и иглу, - профиля, но и информация о волнистости;, ощупывающую неровности поверхности с геометрии профиля, непараллельности обцелью последующего преобразования дви-": разующей профиля и направляющей про>кения этой иглы в электрический сигнал.:.; тяжки датчика. Причем в количественном

Выходной сигнал этих датчиков сущест- соотношении эти составляющие могут венно искажен макрорельефом профиля, превосходить составляющую выходного

Известный измерительный преобразо:-::сигнала, определяющую параметры шерователь с пьезокварцевым элементом имеет -ховатости. корпус с основанием, на котором,консольйо Целью изобретения является повышезакреплен стержень с контактным накойеч- ние точности измерения параметров шероником, выполненным в виде иглы на конце; — . хОватости за счет исключения из выходного и расположенными на нем подвижнмми . сигйала профилометра составляющих, не электродами, размещенными в зазоре меж- определяющих микрорельеф профиля,. наду неподвижными резнаторами пьезоквар- прймер волйистостй. цевого измерительного преобразователя Указанная цель достигается тем, что перемещений. профилометр, содержащий корпус с кварце-, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769421/28 (22) 18.12.89 (46) 15,08.92, Бюл. N 30 (71) Московский авиационный институт им, Серго Орджоникидзе (72) Н,В, Волков и В.Ф. Сергеев (56) Берлин Г.С. Механотроны, М,: Радио и связь, 1984.

Мельников В,Е. Электромеханические преобразователи на базе кварцевого стекла, M.; Машиностроение, с, 121, 1984, 2 тролируемой поверхности, 3То достигается за счет того, что в профилометр, содер>кащий стержень, имеющий игольчатый контактный наконечник,— введены подвесы с широкой опорой. К упругим подвесам припаяны два пьезокварцевых резонатора. При огибании профиля контролйруемой поверхности опора и наконечник под влиянием ее волнистости смещаются одинаково, что однако не приводит к йоявНению Сигнала на выходе измерительной схемы, частота выходного сигнала которой зависит от расстояния между резонаторами и электродами.

Такое изменение расстояний между ними будет обусловлено перемещениями только наконечника при огибании им микронеровностей поверхности. 2 ил.

1755039

Нк = Нв+ Н + HR, Yp = КуНой

Уэ = КсНк

Дf Кт ДУ, ДY= Y3- Yp= KHR.

45 вым основанием, консольно закрепленный на основанйи стержень с игольчатым контактным наконечником, пару параллельно установленных пьезокварцевых реэонаторных пластин с односторонней металлизацией и пару электродов, размещенных межцу пластинами и закрепленных на стержне. снабжен двумя упругими подвесами, закрепленными одними концами на основании, и цилиндрической опорой, закрепленной на их других концах; а пьезокварцевые пластины закреплены на соответствующих подвесах.

На фиг.1 изображен профилометр, сечение; на фиг.2 — то же, вид сверху.

Профилометр имеет кварцевое основание 1, к которому приварены кварцевый стержень 2 и кварцевые упругие подвесы 3.

На стержне с помощью сварки закреплена кварцевая пластина 4, на которую нанесены металлические электроды 5. На конце стержня находится контактный наконечник 6, выполненный в виде иглы, К упругим подве-сам припаяны два пьезокварцевых резонатора 7, а другой конец упругих подвесов несет опору 8. Основание приклеено к корпусу 9 с хвостовиком 10. С целью предохранения кварцевых узлов от механических воздействий, они установленные в кожухе, 11, на котором закрепляется крышка l2.

Профилометр работает следующим образом, Устройство протяжки за хвостовйк 10 перемещает датчик вдоль образующей поверхности детали, При этом опора 8 и игольчатый контактный наконечник 6 скользят по исследуемой поверхности, причем опора огибает образующую поверхности, а наконечник — образующую микропрофиля. Это движение опоры и наконечника вызывает деформацию изгиба стержня 2 и упругих подвесов 3, эа счет которой происходит взаимное перемещение электродов 5 и резонаторов 7, вызывающее изменение воздушных зазоров между поверхностями электродов 5 и резонаторов 7, включенных в дифференциальную электрическую схему.

Пропорционально величине изменения воздушных зазоров на выходе профилометра формируется выходной сигнал в виде частоты электрических колебаний.

Вследствие существенного различия в площадях контакта опоры и игольчатого контактного наконечника с исследуемой поверхностью вертикальные перемещения опоры соответствуют следующей величине

Hp)) = Нэ+ H, где Нэ — высота волнистости;

Н вЂ” величина вертикального перемещения, связанная с наклоном профиля детали и с наклоном направляющей протяжки, вертикальные перемещения контактного наконечнйка - величине

10 где Hp, — BblcoTB шероховатости.

Вследствие того, что опора через. упругий подвес связана с резонаторами, то они получают вертикальйое перемещение Ур

1.5 где Ку — коэффициент передачи упругого подвеса, Соответствующее отклонение Уэ подвижных электродов, вызванное движением игольчатого контактного наконечника, может быть представлено как

25 где Кс — коэффициент передачи стержня.

Резонаторы и подвижные электроды включейы в схему пьезокварцевого измерительного преобразователя, выходной сигнал которого имеет следующий вид где Дт — частотный. выходной сигнал пьезокварцевого измерительного преобразователя;

К вЂ” коэффициент передачи пьезокварцевого измерительного преобразователя;

ДУ вЂ” перемещение подвижных электро40 дов Относительно резонаторов

При условии, что Ку = Кс = К; перемещение Y будет определяться следующим образом

Таким образом, из выходного сигнала профилометра исключаются величины не связанные с параметрами шероховатости;

Проведенные экспериментальные исследования подтверждают отсутствие в выходном сигнале профилометра информации о макронеровностях, Формула изобретения

Профилометр, содержащий корпус с кварцевым основанием, консольно закрепленмый на основании стержень с игольчатым контактным наконечником, пару параллельно установленных пьезокварце1755039

Составитель Н.Волков

Техред M,Ìîðãåíòàë .. Корректор И.Шулла

Редактор О.Спесивых

Заказ 2882 Тираж, . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитЕта по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101 вых резонаторных пластин с односторонней металлизацией и пару электродов, размещенных между пластинами и закрепленных на стержне, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изме рения параметров шероховатости за счет исключения из выходного сигнала профилометра составляющих, не определяющих микрорельеф профиля, он снабжен двумя уп ругими подвесами, закрепленными одними концами на основании, и цилиндриче5 ской опорой, закрепленйой на их других концах, а пьезокварцевые пластины закреплены на соответствующих подвесах.